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Entwicklung von Analysenverfahren für die massenspektrometrische Bestimmung von Helenanolid-Typ-Sesquiterpenlactonen in Arnika und lebensmittelrelevanten Matrices (z. B. Honig)
Projekt
Förderkennzeichen: BfR-SiN-08-1322-726
Laufzeit: 01.01.2019
- 31.12.2019
Forschungszweck: Experimentelle Forschung
Stichworte: Arnica montana, Helenaloide, anti-inflammatorische Inhaltsstoffe, Bienenfutterpflanzen
Die Arnica montana Staude gehört zu den Korbblütlern (Asteraceae) und wächst auf Wald- und Bergwiesen bis in hohe Berglagen Mittel-, Ost- und Nordeuropas. Grundvoraussetzung ist ein kalkarmer, leicht saurer, magerer Boden. Ein bedeutender Teil der Weltpopulation von Arnica montana ist in Deutschland heimisch. Die Bestände in den deutschen Tieflandgebieten gehen jedoch stark zurück. Die für die Phytomedizin bedeutende Pflanze steht auf der Liste Verantwortungsarten des Bundesamtes für Naturschutz. Dies bedeutet, dass Deutschland eine besondere Verantwortlichkeit zur Erhaltung und Wiederherstellung der Arnika-Populationen und somit der Sicherung des Weltbestandes übernommen hat. Innerhalb der Arnica montana Population existieren unterschiedliche genetische Varietäten, die zur Erhaltung der Biodiversität und zur Aufrechterhaltung der Vermehrungsfähigkeit der Pflanze zu berücksichtigen sind. Zu den bekannten Inhaltsstoffen in Blättern und Blüten der Arnica montana gehören Vertreter aus den Stoffgruppen der Flavonoide, Phenylpropanoide (Kaffesäureesterderivate), Terpene sowie Sesquiterpenlactone vom Pseudoguajanolidtyp aus der Untergruppe der Helenaloide. Vor allem den Sesquiterpenlactonen Helenalin, Dihydrohelenalin und deren Estern werden die anti-inflammatorischen Eigenschaften im Anwendungsbereich von Arnica montana zugeschrieben. Sie sind aus Anwendersicht die wirksamkeitsbestimmenden Inhaltsstoffe in Arnica montana, wobei die Helenalinverbindungen stärkere Wirkungen als die entsprechenden Dihydrohelenalinverbindungen aufweisen. (Hänsel, 2009) Im Rahmen von Förderschwerpunkten werden Anstrengungen zur Stabilisierung der Populationen Arnica montanas unternommen. Ein im Bundesprogramm „Biologische Vielfalt“ bewilligtes Projekt der Uni Geisenheim und dem Botanischen Garten Marburg beschäftigt sich mit der Suche nach Arnica montana-Beständen, die als Spender für den Wiederaufbau von ehemaligen Arnika-Standorten geeignet sind. Auf Grundlage des mit der Uni Geisenheim geschlossenen Kooperations-Rahmenvertrages stützt das BfR dieses Projekt mit der Entwicklung moderner Analysenverfahren zur Bestimmung von insbesondere Helenanolid-Typ-Sesquiterpenlactonen sowie einigen Vertretern der Flavonoide und Phenylpropanoide. Die Methode soll im ersten Antragsjahr auf europaweit gesammeltes Arnika-Blattmaterial angewandt werden, um die Diversität der genetischen Arnica montana-Varietäten in Abhängigkeit von der Region beschreiben zu können. Samen der beprobten Pflanzen werden von den Kooperationspartnern in Hessen ausgesät und unter standardisierten Gewächshausbedingungen kultiviert. Blattmaterial der Nachzucht soll in den Folgejahren der Antragstellung mit dem Blattmaterial vom Original-Standort verglichen werden. Die Gehalte und Profile der Helenanolid-Typ-Sesquiterpenlactone, Flavonoide und Phenylpropanoide sollen eine Unterscheidung zwischen stabilen und gefährdeten Arnika-Varietäten ermöglichen. Um dies statistisch zu belegen, wird der Kooperationspartner die Messdaten multivariat auswerten. Ziel ist die Identifizierung regiospezifischer Spenderpflanzen für Wiederansiedlungs- und Stützungsmaßnahmen. Die Blüten der Arnica montana und der leichter anzubauenden Arnica chamissonis sind besonders Sesquiterpenlacton-haltig und werden von der Arzneimittelindustrie als Rohstoff zur Herstellung von Arnika-Salben bzw. –Tinkturen zur äußerlichen Anwendung verwendet. Bei oraler Aufnahme von Sesquiterpenlacton-haltigem Arnikablüten-Extrakt wurden toxische Effekte wie Übelkeit, Arrhytmie, Schwindelgefühl, Lebertoxizität, tödlich verlaufende Gastroenteritis sowie Herzmuskelschäden beschrieben (EMEA, 1999). Anwendungen von Arnikablüten-Extrakt über die orale Aufnahmeroute sind deshalb nicht oder nur in homöopathischen Konzentrationen zugelassen. Die EFSA stuft die von Arnica montana und Arnica chamissonis gebildeten Sesquiterpenlactone als chemicals of concern ein (EFSA, 2012). Blühende Arnikapflanzen dienen der Biene als Futterpflanze (http://www.imkerei-trassl.de/bienenweide-a---e.html). Ein Eintrag der Helenanolid-Typ-Sesquiterpenlactone in die Nahrungskette des Menschen scheint möglich zu sein. Das BfR wird deshalb das Analysenverfahren um die Matrix Blütenmaterial erweitern. Mit Blick auf die Risikofrüherkennung wird das BfR das Vorkommen in Blüten nachgewiesener Helenanolid-Typ-Sesquiterpenlactone in der lebensmittelrelevanten Matrix Honig untersuchen.
(Hänsel, 2009): Hänsel, R. and Sticher, O. 2009. Pharmakognosie - Phytopharmazie, Springer Berlin Heidelberg.
(EMEA, 1999): EMEA CVMP. 1999. Arnica montana - Summary report. EMEA/MRL/647/99-FINAL
(EFSA, 2012): European Food Safety Authority; Compendium of botanicals reported to contain naturally occuring substances of possible concern for human health when used in food and food supplements. EFSA Journal 2012;10(5):2663. [60 pp.] doi:10.2903/j.efsa.2012.2663.
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Sonderkulturen
- Verfahrenstechnik
Rahmenprogramm
Förderprogramm
Ausführende Einrichtung
BfR - Abteilung 8: Sicherheit in der Nahrungskette (BfR - SIN)
